JPH04118786U - regulated switching power supply - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチング周波数が変動することにより生
ずる出力リップル電圧の増大、EMI特性の変化、出力
電圧制御の安定度が有する周波数依存性を防止して、動
作が安定で信頼性の高い安定化スイッチング電源装置を
提供すること。
【構成】 スイッチング周波数可変型の電源装置におい
て、このスイッチング電源のスイッチング周波数を検出
する回路、この周波数検出回路で検出したスイッチング
周波数と基準スイッチング周波数とを比較し、誤差周波
数信号を発生する周波数比較回路、当該整流平滑化回路
に接続された、この周波数比較回路の出力する誤差周波
数信号を小さくする方向にダミ―電流を消費するアクテ
ィブダミ―回路を具備することを特徴としている。
(57) [Summary] [Purpose] Preventing increases in output ripple voltage, changes in EMI characteristics, and frequency dependence of output voltage control stability caused by fluctuations in switching frequency to ensure stable and reliable operation. To provide a highly stabilized switching power supply device. [Structure] In a variable switching frequency power supply device, a circuit that detects the switching frequency of this switching power supply, and a frequency comparison circuit that compares the switching frequency detected by this frequency detection circuit with a reference switching frequency and generates an error frequency signal. The present invention is characterized in that it includes an active dummy circuit connected to the rectifying and smoothing circuit and consuming a dummy current in the direction of reducing the error frequency signal output from the frequency comparison circuit.
Description
【0001】0001
本考案はスイッチング周波数を可変に制御して出力電圧を安定化する安定化ス イッチング電源装置に係り、特にスイッチング周波数の安定化に関する。 The present invention is a stabilization system that variably controls the switching frequency to stabilize the output voltage. The present invention relates to switching power supply devices, and particularly to stabilization of switching frequency.
【0002】0002
安定化スイッチング電源装置は、出力電圧を一定電圧に安定化するものである が、この場合共振型コンバ―タや自励式コンバ―タのようにスイッチング周波数 を可変に調整して出力電圧を安定化するものがある。 A stabilized switching power supply stabilizes the output voltage to a constant voltage. However, in this case, like a resonant converter or a self-excited converter, the switching frequency There are devices that stabilize the output voltage by variably adjusting the voltage.
【0003】0003
しかしながら、スイッチング周波数可変型スイッチング電源装置ではスイッチ ング周波数を負荷に応じて調整している関係で以下の課題がある。 スイッチング周波数が低下すると、出力リップル電圧が大きくなり、負荷側 に好ましくない影響を与えること。 スイッチング周波数が変わることにより、EMI(electromagnetic interf erence;電波雑音干渉)特性が変わり、ノイズ対策が難しくなること。 スイッチング周波数が変化することにより出力電圧制御の安定度が変わり、 電源設計において非線形性を考慮せねばならず繁雑になること。 本考案はこのような課題を解決したもので、スイッチング周波数が変動するこ とにより生ずる各種の不都合を防止して、動作が安定で信頼性の高い安定化スイ ッチング電源装置を提供することを目的とする。 However, in variable switching frequency switching power supplies, the switch The following issues arise due to the adjustment of the switching frequency according to the load. As the switching frequency decreases, the output ripple voltage increases and the load side have an unfavorable impact on By changing the switching frequency, EMI (electromagnetic interf erence (radio wave noise interference) characteristics change, making noise countermeasures difficult. As the switching frequency changes, the stability of output voltage control changes, Nonlinearity must be considered in power supply design, which becomes complicated. This invention solves these problems and eliminates the possibility of switching frequency fluctuations. We have developed a stabilizing switch that provides stable and reliable operation by preventing various inconveniences caused by The purpose of this invention is to provide a switching power supply device.
【0004】0004
このような目的を達成する本考案は、スイッチング電源として、直流電流が印 加される一次巻線と、この一次巻線に流れる電流をオンオフするスイッチング素 子と、このオンオフされた信号が誘起される二次巻線と、この二次巻線に流れる スイッチング信号を整流平滑化する回路と、この整流平滑化回路の出力する電圧 と所定の基準電圧とを比較して誤差信号を求める誤差検出回路と、この誤差信号 が小さくなる方向に当該スイッチング素子に制御信号を送るスイッチング制御回 路とを有し、負荷電流に応じてスイッチング周波数を調整している。 The present invention, which achieves these objectives, can be used as a switching power supply when direct current is imprinted. A primary winding that is connected to the This on/off signal is induced into the secondary winding, and flows through this secondary winding. A circuit that rectifies and smoothes switching signals and the voltage output from this rectifier and smoothing circuit. and a predetermined reference voltage to obtain an error signal. A switching control circuit that sends a control signal to the switching element in the direction of decreasing The switching frequency is adjusted according to the load current.
【0005】 そして、このスイッチング電源のスイッチング周波数を検出する回路、この周 波数検出回路で検出したスイッチング周波数と基準スイッチング周波数とを比較 し、誤差周波数信号を発生する周波数比較回路、当該整流平滑化回路に接続され た、この周波数比較回路の出力する誤差周波数信号を小さくする方向にダミ―電 流を消費するアクティブダミ―回路を具備することを特徴としている。[0005] A circuit that detects the switching frequency of this switching power supply, this frequency Compare the switching frequency detected by the wave number detection circuit and the reference switching frequency A frequency comparison circuit that generates an error frequency signal is connected to the rectification and smoothing circuit. In addition, a dummy voltage is applied in the direction of reducing the error frequency signal output from this frequency comparison circuit. It is characterized by having an active dummy circuit that consumes current.
【0006】[0006]
本考案の各構成要素はつぎの作用をする。スイッチング電源は一般的なスイッ チング周波数可変型の出力電圧安定化電源である。周波数検出回路はスイッチン グ周波数を求め、周波数比較回路で基準スイッチング周波数との乖離を求めてい る。アクティブダミ―回路はスイッチング周波数が基準周波数と一致するように スイッチング電源のダミ―電流消費を実行している。 Each component of the present invention operates as follows. Switching power supplies are common switches. This is a variable switching frequency type output voltage stabilized power supply. The frequency detection circuit is switched The switching frequency is determined, and the deviation from the reference switching frequency is determined using a frequency comparison circuit. Ru. Active dummy circuit ensures that the switching frequency matches the reference frequency. Executing dummy current consumption of switching power supply.
【0007】[0007]
以下図面を用いて、本考案を説明する。 図1は本考案の一実施例を示す構成ブロック図である。図において、直流電源 Vinは、商用の交流電源から整流平滑化して直流電圧を発生したり、バッテリを 用いるものである。スイッチング電源10は共振型コンバ―タであり、直流電圧 Vinを入力して安定化された出力電圧Vout を負荷側に供給している。一次巻線 n1は、コンデンサC1と並列に接続されており、インダクタンスL1を介して スイッチング素子Q1と接続されている。インダクタンスL1は独立単巻線で、 コンデンサC1との間で共振回路を構成している。二次巻線n2は整流平滑化回 路12と接続されており、一次巻線n1に流れるオンオフ電流により誘起される スイッチング電流が直流電圧化され出力電圧Vout となる。整流平滑化回路12 は、整流を担当するダイオ―ドD1,D2と、高周波数成分を除去するチョ―ク コイルL2と、平滑化を担当するコンデンサC2を有している。誤差検出回路1 4は、整流平滑化回路12の出力電圧Vout を所定の基準電圧Vref と比較して 誤差信号を求めるもので、ここでは出力電圧Vout を分圧抵抗R1,R2で分圧 し、可変シャントレギュレ―タRGに印加して誤差信号を得ている。絶縁部16 はフォトカプラで、トランス一次側と二次側を絶縁するもので、誤差検出回路1 8の出力する誤差信号を一次側にあるスイッチング制御回路18に送っている。 スイッチング制御回路18はこの誤差信号が小さくなる方向にオンオフ制御信号 をスイッチング素子Q1に対して供給している。 The present invention will be explained below using the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the DC power supply Vin is used to rectify and smooth a commercial AC power supply to generate DC voltage, or to generate a battery. It is used. The switching power supply 10 is a resonant converter, and is a DC voltage converter. Vin is input and a stabilized output voltage Vout is supplied to the load side. primary winding n1 is connected in parallel with capacitor C1, and through inductance L1. It is connected to switching element Q1. Inductance L1 is an independent single winding, A resonant circuit is formed with the capacitor C1. The secondary winding n2 is a rectifying and smoothing circuit. 12, and is induced by the on-off current flowing through the primary winding n1. The switching current is converted into a DC voltage and becomes an output voltage Vout. Rectification smoothing circuit 12 are diodes D1 and D2 that are in charge of rectification, and a choke that removes high frequency components. It has a coil L2 and a capacitor C2 in charge of smoothing. Error detection circuit 1 4 compares the output voltage Vout of the rectifying and smoothing circuit 12 with a predetermined reference voltage Vref. This is to find the error signal, and here the output voltage Vout is divided by voltage dividing resistors R1 and R2. The error signal is obtained by applying it to the variable shunt regulator RG. Insulation section 16 is a photocoupler that insulates the primary and secondary sides of the transformer, and is used as the error detection circuit 1. 8 is sent to a switching control circuit 18 on the primary side. The switching control circuit 18 outputs an on/off control signal in the direction in which this error signal becomes smaller. is supplied to the switching element Q1.
【0008】 周波数検出回路20はスイッチング電源10のスイッチング周波数を検出する 回路で、例えばカウンタが使用され、一次側と二次側の絶縁を確保する場合には 二次巻線n2に誘起されるスイッチング信号を入力するとよい。周波数比較回路 30は周波数検出回路20で検出したスイッチング周波数と基準周波数との間の 乖離を求め、この乖離が小さくなる方向の制御信号を送るもので、周波数/電圧 変換回路32と誤差検出回路34を有している。周波数/電圧変換回路32は、 周波数検出回路20で検出したスイッチング周波数に対応する直流電圧を発生す るもので、例えばディジタル/アナログ変換器が使用される。誤差検出回路34 は、周波数/電圧変換回路32で求めた直流電圧と基準周波数に相当する基準電 圧Vref とを比較するもので、例えばOPアンプU1が使用される。アクティブ ダミ―回路40は整流平滑化回路12に接続されたもので、ここでは可変抵抗素 子として動作するトランジスタQ2と抵抗R3よりなる。トランジスタQ2は誤 差検出回路34の出力する誤差周波数信号をベ―ス端子に入力し、この誤差信号 を小さくする方向に抵抗値を変化させて、ダミ―電流I1の値を定める。[0008] Frequency detection circuit 20 detects the switching frequency of switching power supply 10 For example, when a counter is used in a circuit and insulation between the primary and secondary sides is ensured, It is preferable to input a switching signal induced in the secondary winding n2. frequency comparison circuit 30 is the difference between the switching frequency detected by the frequency detection circuit 20 and the reference frequency. It calculates the deviation and sends a control signal in the direction that reduces this deviation, and the frequency/voltage It has a conversion circuit 32 and an error detection circuit 34. The frequency/voltage conversion circuit 32 is Generates a DC voltage corresponding to the switching frequency detected by the frequency detection circuit 20. For example, a digital/analog converter is used. Error detection circuit 34 is the DC voltage obtained by the frequency/voltage conversion circuit 32 and the reference voltage corresponding to the reference frequency. For example, an OP amplifier U1 is used to compare the voltage Vref. Active The dummy circuit 40 is connected to the rectifying and smoothing circuit 12, and here is a variable resistance element. It consists of a transistor Q2 and a resistor R3 that operate as a child. Transistor Q2 is incorrect. The error frequency signal output from the difference detection circuit 34 is input to the base terminal, and this error signal is The value of the dummy current I1 is determined by changing the resistance value in the direction of decreasing .
【0009】 このように構成された装置の動作を次に説明する。図2は負荷電流Iout とス イッチング周波数fosc の関係を説明する図である。図中、実線はアクティブダ ミ―回路40を動作させる場合、破線はアクティブダミ―回路40を装着しなか ったり動作させていない場合を表わしている。[0009] The operation of the device configured in this manner will be described next. Figure 2 shows the load current Iout and the current FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between switching frequencies fosc. In the figure, the solid line is the active When operating the dummy circuit 40, the broken line indicates that the active dummy circuit 40 must be installed. This indicates a case where the device is not operating.
【0010】 図3は周波数/電圧変換回路32の出力電圧V32とスイッチング周波数fosc の間系図である。周波数検出回路20により検出したスイッチング周波数fosc に応じて、周波数/電圧変換回路32は電圧値V32を生成している。誤差検出回 路34は電圧値V32が基準電圧Vref と等しくなるようにアクティブダミ―回路 40を制御する。このことは、スイッチング電源10にとって負荷電流Iout と ダミ―電流I1が等しくなることを意味している。 Iout +I1=const. (1) これによりスイッチング電源10のスイッチング周波数fosc は負荷電流Iout に依存せず一定となる。0010 Figure 3 shows the output voltage V32 of the frequency/voltage conversion circuit 32 and the switching frequency fosc. This is a genealogy between. Switching frequency fosc detected by frequency detection circuit 20 Accordingly, the frequency/voltage conversion circuit 32 generates a voltage value V32. Error detection times The line 34 is an active dummy circuit so that the voltage value V32 is equal to the reference voltage Vref. Control 40. This means that for the switching power supply 10, the load current Iout and This means that the dummy currents I1 are equal. Iout +I1=const. (1) As a result, the switching frequency fosc of the switching power supply 10 becomes equal to the load current Iout It remains constant regardless of.
【0011】[0011]
以上説明したように、本考案によればスイッチング周波数fosc が負荷電流I out に依存しないため、以下の実用上の効果がある。 出力リップル電圧の負荷電流依存性がなくなり、システム側の誤動作を生じ させる虞がなくなると共に、整流平滑化回路12でもちいる整流素子の選定が容 易になる。 発生するノイズ周波数成分が一定であるので、フィルタ等によるノイズの低 減が容易になる。 一般的に、出力電圧の安定化制御は周波数が高いと制御応答は早く、低いと 遅くなり全周波数領域に対して安定制御を難しい。しかしスイッチング周波数が 一定であれば安定化制御は容易であり、動作が安定して信頼性の高い電源装置を 容易に設計できる。 As explained above, according to the present invention, the switching frequency fosc is Since it does not depend on out, it has the following practical effects. The dependence of the output ripple voltage on the load current is eliminated, causing malfunction on the system side. In addition to eliminating the risk of becomes easier. Since the generated noise frequency component is constant, noise can be reduced by filters, etc. It becomes easier to reduce Generally speaking, the higher the frequency, the faster the control response for output voltage stabilization control, and the lower the frequency, the faster the control response. This makes stable control difficult over the entire frequency range. However, the switching frequency If it is constant, stabilization control is easy, and it is necessary to have a power supply device with stable operation and high reliability. Easy to design.
【図1】本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】負荷電流Iout とスイッチング周波数fosc の
関係を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between load current Iout and switching frequency fosc.
【図3】周波数/電圧変換回路32の出力電圧V32とス
イッチング周波数fosc の間系図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the output voltage V32 of the frequency/voltage conversion circuit 32 and the switching frequency fosc.
10…スイッチング電源 20…周波数検出回路 30…周波数比較回路 40…アクティブダミ―回路 10...Switching power supply 20...Frequency detection circuit 30...Frequency comparison circuit 40...Active dummy circuit
Claims (1)
次巻線に流れる電流をオンオフするスイッチング素子
と、このオンオフされた信号が誘起される二次巻線と、
この二次巻線に流れるスイッチング信号を整流平滑化す
る回路と、この整流平滑化回路の出力する電圧と所定の
基準電圧とを比較して誤差信号を求める誤差検出回路
と、この誤差信号が小さくなる方向に当該スイッチング
素子に制御信号を送るスイッチング制御回路とを有し、
負荷電流に応じてスイッチング周波数を調整するスイッ
チング電源、このスイッチング電源のスイッチング周波
数を検出する回路、この周波数検出回路で検出したスイ
ッチング周波数と基準スイッチング周波数とを比較し、
誤差周波数信号を発生する周波数比較回路、当該整流平
滑化回路に接続された、この周波数比較回路の出力する
誤差周波数信号を小さくする方向にダミ―電流を消費す
るアクティブダミ―回路、を具備することを特徴とする
安定化スイッチング電源装置。1. A primary winding to which a direct current is applied, a switching element that turns on and off the current flowing through the primary winding, and a secondary winding to which this turned on and off signal is induced.
A circuit that rectifies and smoothes the switching signal flowing through this secondary winding, an error detection circuit that compares the voltage output from this rectification and smoothing circuit with a predetermined reference voltage to obtain an error signal, and a circuit that detects an error signal when the error signal is small. a switching control circuit that sends a control signal to the switching element in the direction of
A switching power supply that adjusts the switching frequency according to the load current, a circuit that detects the switching frequency of this switching power supply, a comparison between the switching frequency detected by this frequency detection circuit and a reference switching frequency,
A frequency comparison circuit that generates an error frequency signal, and an active dummy circuit connected to the rectification and smoothing circuit that consumes a dummy current in the direction of reducing the error frequency signal output from the frequency comparison circuit. A stabilized switching power supply featuring:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2205591U JPH04118786U (en) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | regulated switching power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2205591U JPH04118786U (en) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | regulated switching power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04118786U true JPH04118786U (en) | 1992-10-23 |
Family
ID=31907653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2205591U Withdrawn JPH04118786U (en) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | regulated switching power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04118786U (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011010450A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Semiconductor integrated circuit and power supply apparatus |
JP2011114977A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Control circuit for switching power supply, electronic apparatus, and method for controlling switching power supply |
JP2015177722A (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | ローム株式会社 | switching regulator |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP2205591U patent/JPH04118786U/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011010450A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Semiconductor integrated circuit and power supply apparatus |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19950713 |